EMZETT.Glossar
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Firmware Firmware ist Software, die fest in ein Gerät eingebaut ist und dessen Hardware grundlegend steuert. Sie liegt in einem nichtflüchtigen Speicher (Flash) und bleibt auch ohne Strom erhalten.
Zwischen reiner Hardware und einem Betriebssystem braucht jedes Gerät ein Programm, das die ersten Schritte macht. Beim PC ist das die BIOS-/UEFI-Firmware auf dem Mainboard. Aber auch Festplatten, Router, Drucker, Tastaturen, Netzwerkkarten und Smartphones haben eigene Firmware.
Verwandt: Treiber · BIOS · UEFI · ADB (Android Debug Bridge) · ROM (Festwertspeicher) · Secure Boot
Ganzer Artikel im Wiki →BIOS "Basic Input/Output System" — die Firmware, die beim Einschalten eines PCs als Erstes läuft, die Hardware initialisiert und dann das Betriebssystem startet.
Das BIOS liegt auf einem Chip auf dem Mainboard, unabhängig von der Festplatte. Es prüft und initialisiert Hardware (Power-On Self-Test), sucht ein startfähiges Laufwerk und übergibt dann die Kontrolle an den Bootloader des Betriebssystems. Moderne Mainboards nutzen inzwischen fast ausschließlich den Nachfolger UEFI, der BIOS-Funktionen mit grafischer Oberfläche und mehr Möglichkeiten nachbildet.
Verwandt: UEFI · Batterien · Motherboard/Mainboard · RAM · RAM-Slots · BIOS und UEFI im Vergleich
Ganzer Artikel im Wiki →BIOS und UEFI im Vergleich BIOS und UEFI sind beide die Firmware des Mainboards, die nach dem Einschalten Hardware prüft und das Betriebssystem startet. UEFI ist der moderne Nachfolger des alten BIOS und kann deutlich mehr.
Das BIOS (Basic Input/Output System) stammt aus den 1980er-Jahren, läuft im 16-Bit-Modus, nutzt Textmenüs und startet über den Master Boot Record (MBR). UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) ist ein kleines eigenes Betriebssystem mit 32/64-Bit-Code, grafischer Oberfläche, Maus, Netzwerk und Treibern. Es startet über GPT und eine EFI-Systempartition.
Verwandt: BIOS · UEFI · CSM (Compatibility Support Module) · GPT (GUID Partition Table) · Legacy Boot (BIOS-Modus) · MBR (Master Boot Record)
Ganzer Artikel im Wiki →Blue Screen: DPC_WATCHDOG_VIOLATION Ein Treiber hat zu lange den Prozessor blockiert (Stopp-Code 0x133).
Typisch bei SSD-Treibern, Firmware und älteren Geräten.
Verwandt: Chipsätze · SSDs · Windows
Ganzer Artikel im Wiki →Bootloader Der Bootloader ist das kleine Programm, das die Firmware nach dem Selbsttest startet und das dann den Betriebssystem-Kern in den Arbeitsspeicher lädt und startet.
Die Firmware kann Dateien nur grob lesen und ist nicht dafür gedacht, ein ganzes Betriebssystem zu laden. Deshalb übernimmt der Bootloader: Er findet den Kern, lädt ihn samt Startparametern und übergibt die Kontrolle.
Verwandt: Boot-Dateien · Bootvorgang eines Windows-11-Computers · EFI-Systempartition und Systempartition · ADB (Android Debug Bridge) · Secure Boot
Ganzer Artikel im Wiki →Bootvorgang eines Windows-11-Computers Vom Einschalten bis zur Anmeldung läuft eine feste Kette ab: Netzteil und Hauptplatine starten, die UEFI-Firmware prüft die Hardware (POST), lädt den Bootloader, dieser den Windows-Kern, dann starten Treiber, Dienste und zuletzt die Anmeldung.
Jede Stufe prüft und startet die nächste. Wer die Reihenfolge kennt, findet Startprobleme viel schneller, weil sich je nach Fehlerbild eine Stufe eingrenzen lässt.
Verwandt: Bootloader · Cold Boot, Warm Boot und Fast Boot · POST (Power-On Self-Test) · Betriebssystem (OS) · Boot-Dateien · CPU-Initialisierung
Ganzer Artikel im Wiki →Computer ein- und ausschalten Einen Computer schaltest du mit dem Power-Knopf ein und über das Startmenü (Herunterfahren) sauber aus. Einfach den Stecker ziehen kann Daten beschädigen.
Beim Einschalten startet zuerst die Firmware, dann das Betriebssystem. Nach dem Anmelden siehst du den Desktop. Zum Ausschalten beendest du erst deine Programme, speicherst deine Arbeit und wählst dann „Herunterfahren“. So schreibt der Computer alle offenen Daten sauber auf die Platte.
Verwandt: Anmelden, Benutzerkonto und Benutzerwechsel · Wenn der Computer hängt: Erste Hilfe · Akku und Aufladen richtig · Updates installieren: warum und wie
Ganzer Artikel im Wiki →CPU-Initialisierung Die CPU-Initialisierung ist der erste Schritt nach dem Einschalten: Der Prozessor setzt sich in einen definierten Anfangszustand und beginnt, die Firmware an einer festen Adresse auszuführen.
Sobald das Netzteil „Power Good" meldet, hebt der Chipsatz den Reset auf. Die CPU startet im einfachsten Betriebsmodus, dem 16-Bit-Real-Mode (x86), und führt den ersten Befehl an der Reset-Vektor-Adresse aus (bei x86 knapp unterhalb von 4 GiB, 0xFFFFFFF0). Dort liegt ein Sprung in die Firmware.
Verwandt: Bootvorgang eines Windows-11-Computers · POST (Power-On Self-Test) · Power-Good-Signal
Ganzer Artikel im Wiki →CSM (Compatibility Support Module) Das CSM ist ein Zusatzmodul der UEFI-Firmware, das ein altes BIOS nachbildet. Damit starten ältere Betriebssysteme und Hardware, die UEFI nicht verstehen.
Es übersetzt zwischen der modernen UEFI-Welt und den alten BIOS-Aufrufen (Interrupts, Option-ROMs, MBR-Boot). Man schaltet es im Firmware-Menü ein oder aus („CSM Support", „Legacy Support").
Verwandt: Legacy Boot (BIOS-Modus) · UEFI · BIOS und UEFI im Vergleich · Secure Boot
Ganzer Artikel im Wiki →EFI-Systempartition und Systempartition Die EFI-Systempartition (ESP) ist eine kleine FAT32-Partition, in der die UEFI-Firmware die Startdateien findet (Bootloader). Die Systempartition ist dagegen die Windows-Partition mit dem Betriebssystem, und diese Begriffe werden oft verwechselt.
Die Firmware kann nur FAT-Dateisysteme lesen. Deshalb liegt der Bootloader auf einer eigenen FAT32-Partition. Von dort wird die Kette gestartet, die am Ende auf die eigentliche Windows-Partition zugreift.
Verwandt: Boot-Dateien · Bootloader · GPT (GUID Partition Table) · Partitionen
Ganzer Artikel im Wiki →Legacy Boot (BIOS-Modus) Legacy Boot ist der klassische Startmodus alter BIOS-Rechner: Die Firmware lädt den ersten Sektor der Festplatte (MBR) und führt den dort liegenden Startcode aus.
Der Begriff steht im Gegensatz zum UEFI-Boot. Moderne Mainboards können beides („CSM" für Legacy). Legacy Boot ist einfacher, aber begrenzt und bietet keine Sicherheitsprüfung.
Verwandt: CSM (Compatibility Support Module) · MBR (Master Boot Record) · BIOS und UEFI im Vergleich
Ganzer Artikel im Wiki →POST (Power-On Self-Test) Der POST ist der Selbsttest, den die Firmware direkt nach dem Einschalten durchführt. Er prüft, ob CPU, Arbeitsspeicher, Grafik und Grundgeräte funktionieren, bevor das Betriebssystem startet.
Besteht der Test, geht der Start weiter, meist mit einem kurzen Piepton. Schlägt er fehl, meldet der Rechner den Fehler über Pieptöne, Diagnose-LEDs, ein kleines Display (Debug-LED) oder eine Textmeldung.
Verwandt: Bootvorgang eines Windows-11-Computers · CMOS und BIOS-Batterie · Power-Good-Signal · Cold Boot, Warm Boot und Fast Boot · CPU-Initialisierung
Ganzer Artikel im Wiki →ROM (Festwertspeicher) ROM (Read-Only Memory) ist Speicher, dessen Inhalt dauerhaft erhalten bleibt, auch ohne Strom, und im normalen Betrieb nur gelesen wird. Er enthält grundlegende Startsoftware (Firmware).
Beim Einschalten ist der Arbeitsspeicher leer. Etwas muss dem Rechner sagen, wie er loslegt. Das übernimmt Code im ROM. Der Name stammt aus der Zeit, als dieser Speicher bei der Herstellung fest verdrahtet wurde und gar nicht geändert werden konnte.
Verwandt: RAM, ROM und nichtflüchtiger Speicher · Firmware · NAND-Flash
Ganzer Artikel im Wiki →Secure Boot Secure Boot ist eine UEFI-Funktion, die beim Start nur Software zulässt, die digital signiert und als vertrauenswürdig bekannt ist. Das verhindert, dass Schadcode (Bootkits) sich vor dem Betriebssystem einnistet.
Die Firmware prüft vor jedem Startschritt die Signatur des nächsten Programms: Bootloader, Betriebssystem-Kern, Firmware-Treiber. Fehlt die Signatur oder wurde die Datei verändert, wird der Start verweigert.
Verwandt: BitLocker · TPM und TPM 2.0 · UEFI · Bootloader · Bypassing: Anmeldeschutz umgehen und sich dagegen wappnen · CSM (Compatibility Support Module)
Ganzer Artikel im Wiki →TFTP Trivial File Transfer Protocol — eine stark vereinfachte Variante von FTP ohne Authentifizierung, ohne Verschlüsselung, auf Basis von UDP.
Wegen des minimalen Funktionsumfangs (kein Login, kein Verzeichnis-Listing) vor allem für automatisierte Szenarien im lokalen Netz gedacht, z. B. das Laden von Firmware/Boot-Images auf Netzwerkgeräten oder bei PXE-Boot. Im offenen Internet praktisch nie eingesetzt, da unsicher.
Verwandt: TCP/IP-Modell · FTP · Telnet · UDP · Authentifizierung · Verschlüsselung
Ganzer Artikel im Wiki →TPM und TPM 2.0 Das TPM (Trusted Platform Module) ist ein Sicherheitschip (oder eine Firmware-Funktion der CPU), der kryptografische Schlüssel sicher aufbewahrt und die Unversehrtheit des Systemstarts messen kann. TPM 2.0 ist die aktuelle Version und für Windows 11 Pflicht.
Das TPM ist ein kleiner abgeschotteter Computer für Geheimnisse. Schlüssel werden darin erzeugt und verlassen den Chip nie. Der Chip führt Rechenoperationen damit aus (signieren, entschlüsseln), gibt aber nie den Schlüssel selbst heraus.
Verwandt: BitLocker · Secure Boot · UEFI · Bypassing: Anmeldeschutz umgehen und sich dagegen wappnen
Ganzer Artikel im Wiki →UEFI "Unified Extensible Firmware Interface" — der moderne Nachfolger des BIOS, mit grafischer Oberfläche, Mausunterstützung und Unterstützung für größere Festplatten.
UEFI löst technische Grenzen des alten BIOS (z. B. maximal 2 TB große Boot-Laufwerke) und bringt Secure Boot mit, das beim Start die digitale Signatur des Bootloaders prüft und so das Laden von Schadsoftware vor dem Betriebssystem verhindern soll. Fast alle seit ca. 2012 verkauften PCs nutzen UEFI statt klassischem BIOS.
Verwandt: BIOS · Signatur · Festplatten · Interface · Linux · Windows 11
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